Vatio

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Vatio
Estándar Unidades derivadas del Sistema Internacional
Magnitud Potencia
Símbolo W
Nombrada en honor de James Watt
Equivalencias
Unidades básicas del SI 1 W = 1 kg m2/s3
Unidades derivadas del SI 1 W = 1 J/s
Unidades de Planck 1 W = 2.756 10 × 10-53 Pp
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El vatio[1]​ o watt[2]​ es la unidad derivada coherente del Sistema Internacional de Unidades (SI) para la potencia. Su símbolo es W. Es igual a 1 julio por segundo (1 J/s).

El vatio, sus múltiplos y submúltiplos son unidades aplicables a cualquier potencia, sea esta mecánica, eléctrica, magnética, acústica, o de cualquier otra índole. Debido a que el vatio es una unidad pequeña, es común expresar la potencia también en kilovatios (kW = 1000 W) o megavatios (MW = 1 000 000 W).

Al ser el vatio es una unidad coherente del SI, se puede expresar algebraicamente combinando otras unidades coherentes del SI con la multiplicación y exponenciación. Por ejemplo, expresado en unidades eléctricas, el vatio se puede expresar como W = VA; en unidades usadas en la hidráulica: W = Pam/s.

Definición[editar]

Las ecuaciones que relacionan dimensionalmente el vatio con las unidades básicas del Sistema Internacional son:

Origen y adopción como una unidad del Sistema Internacional de Unidades[editar]

El término «vatio» es la castellanización de watt, unidad que recibe su nombre de James Watt por sus contribuciones al desarrollo de la máquina de vapor, y fue adoptado por el Segundo Congreso de la Asociación Británica por el Avance de la Ciencia en 1889 y por la undécima Conferencia General de Pesos y Medidas en 1960 como la unidad de potencia incorporada en el Sistema Internacional de Unidades.

Múltiplos del Sistema Internacional[editar]

A continuación una tabla de los múltiplos y submúltiplos del Sistema Internacional de Unidades.


Múltiplos del Sistema Internacional para vatio (W)
Submúltiplos Múltiplos
Valor Símbolo Nombre Valor Símbolo Nombre
10−1 W dW decivatio 101 W daW decavatio
10−2 W cW centivatio 102 W hW hectovatio
10−3 W mW milivatio 103 W kW kilovatio
10−6 W µW microvatio 106 W MW megavatio
10−9 W nW nanovatio 109 W GW gigavatio
10−12 W pW picovatio 1012 W TW teravatio
10−15 W fW femtovatio 1015 W PW petavatio
10−18 W aW attovatio 1018 W EW exavatio
10−21 W zW zeptovatio 1021 W ZW zettavatio
10−24 W yW yoctovatio 1024 W YW yottavatio
Prefijos comunes de unidades están en negrita.

Esta unidad del Sistema Internacional es nombrada así en honor a James Watt. En las unidades del SI cuyo nombre proviene del nombre propio de una persona, la primera letra del símbolo se escribe con mayúscula (W), en tanto que su nombre siempre empieza con una letra minúscula (vatio), salvo en el caso de que inicie una frase o un título.

Basado en The International System of Units, sección 5.2.


Esta sección muestra ejemplos de la potencia en vatios producidos por diversas fuentes de energía. Se agrupan en órdenes de magnitud, y cada sección cubre tres órdenes de magnitud, o un factor de mil.

Attovatio[editar]

Los attovatios se utilizan para describir la sensibilidad de fototransistores de infrarrojos y bolómetros.

Femtovatio[editar]

El femtovatio es igual a la cuatrillonésima parte de un vatio (10−15). Potencias tecnológicamente importantes que se miden en femtovatios se encuentran típicamente en la referencia(s) para receptores de radio y de radar.

Picovatio[editar]

El picovatio es igual a la trillonésima parte de un vatio (10−12). Potencias tecnológicamente importantes que se miden en picovatios se utilizan normalmente en referencia a la radio y de radar receptores, acústica y en la ciencia de la radioastronomía.

Nanovatio[editar]

Un nanovatio es equivalente a una billonésima parte de vatio. Para una estrella aislada de magnitud +3.5, un metro cuadrado de superficie recibe un nanovatio de potencia en forma de radiación.

Microvatios[editar]

Un microvatios es equivalente a una millonésima parte de un vatio. Ejemplos de transmisión de energía en este orden son las comunicaciones por fibra óptica que dan potencias en torno a los microvatios-milivatios en la mayor parte de los casos.[3]

Milivatio[editar]

Un milivatio es equivalente a una milésima de vatio. Un puntero láser típico puede dar lugar a haces de luz de 5 milivatios de potencia de salida. Otros ejemplos de consumo o generación del orden de milivatios son las transmisiones por fibra óptica ya mencionadas en el anterior apartado, algunos tipos de LEDs o experimentos en micromotores de combustión interna.[4]

Vatio[editar]

Es el consumo típico necesario para la emisión-recepción de comunicaciones con teléfonos móviles.

Kilovatio[editar]

El kilovatio (kW), igual a mil vatios, se usa habitualmente para expresar la potencia de motores, y la potencia de herramientas y máquinas. Un kilovatio es equivalente a 1.341 022 caballos de fuerza, o 1.359 84 caballos de vapor.

Megavatio[editar]

El megavatio (MW) es igual a un millón de vatios (106).

Se emplea para medir potencias grandes, donde las cifras del orden de los cientos de miles no resultan significativas. Muchas cosas pueden tener la transferencia o consumo de energía en esta escala; algunos de esos eventos incluyen: rayos, centrales eléctricas, grandes motores eléctricos o de combustión interna, buques de guerra (como los portaaviones y los submarinos) y alguno de los equipamientos científicos (como grandes láseres).

Gigavatio[editar]

Un gigavatio (GW) es una unidad de potencia equivalente a mil millones de vatios (109 W). Esta unidad suele utilizarse en grandes plantas generadoras de electricidad o en las redes eléctricas. La generación de energía en la Presa Hoover puede ser un buen ejemplo; posee una capacidad instalada de potencia eléctrica de 2,08 GW. La Presa de las Tres Gargantas tiene una capacidad instalada de potencia eléctrica de 22,5 GW, la mayor de todas las plantas de energía eléctrica en 2018.

Teravatio[editar]

Un teravatio es una unidad de potencia equivalente a un billón de vatios. La potencia total usada por los humanos a nivel mundial (alrededor de 16 TW en 2006) se mide normalmente en el orden de estas unidades. Los láseres más potentes desde mediados de los 60 hasta la mitad de los 90 daba una salida de potencia del orden de teravatios, sólo durante unos nanosegundos. El pico de potencia de transmisión de energía a los rayos puede llegar a ser de un teravatio, aunque esta potencia es transmitida sólo durante un corto período de tiempo.

Petavatio[editar]

Un petavatio es una unidad de potencia equivalente a mil billones de vatios. Esta potencia puede producirse en los grandes láseres en escalas de tiempo del orden de femtosegundos (10-15 s). Basándose en la media de radiación solar de 1,366 kW/m2 la potencia total de la radiación incidente en la atmósfera terrestre es estimada de 174 PW, potencia que se traduce directamente en energía eólica y de las corrientes marinas que también se sitúan en este orden.[5]

Usos erróneos[editar]

Confusión entre vatio y vatio-hora[editar]

En el habla vulgar, los conceptos de potencia y energía se confunden con frecuencia. La potencia es la tasa a la que se transfiere, genera o usa la energía, o se realiza trabajo. Un vatio es un julio dividido por un segundo.

La unidad vatio-hora (kW ⋅ h) se usa para expresar energía, no potencia, y es igual a un vatio multiplicado por una hora. Es un error llamar «vatio por hora» a el vatio-hora, pues no es una división (como en «metro por segundo» que es correcto y si es una divisón). El vatio por hora, propiamente dicho, es una unidad de tasa de cambio de potencia, es decir, la doble derivada de la energía con respecto al tiempo. Esta es una magnitud física diferente de la energía y con diferente dimensión. Por lo tanto, es un error usar el «vatio por hora» para expresar el consumo de energía de un aparato eléctrico.

En todo caso, el vatio-hora no es una unidad del Sistema Internacional de Unidades y es incoherente con el mismo (es decir, requiere factores de conversión). Aunque ISO y CEI lo aceptan, recomiendan usar la unidad del SI, el julio (J), sus múltiplos o submúltiplos.[6]Factor de conversión: 1 kW ⋅ h = 3,6 MJ (exacto).

Ejemplo de uso
Correcto Erróneo
Preferible No recomendado
Frase de ejemplo: «El recibo de la compañía
eléctrica es por un consumo energético de...»
6 174 MJ
6 174 megajulios
1 715 kW ⋅ h
1 715 kilovatios-hora
1 715 kW/h
1 715 kilovatios por hora

Añadir información de la magnitud a la unidad[editar]

Las organizaciones internacionales BIPM, ISO y CEI establecen[7][8]​ que no está permitido añadir información sobre la magnitud que se describe a la unidad porque tal información es parte de la magnitud, no de la unidad. A continuación se listan algunos usos erróneos y comunes del vatio; en todo estos casos las unidades correctas son el vatio, sus múltiplos y submúltiplos (se puede escoger cualquier múltiplo o submúltiplo según convenga):

  • «vatio pico» (Wp) y «kilovatio pico» (kWp) para la potencia nominal de un dispositivo de energía solar fotovoltaica en condiciones de iluminación de laboratorio. La cantidad física es potencia nominal.
  • «megavatio térmico» (MWt) para el flujo térmico a una planta de energía (por ejemplo, nuclear o de ciclo combinado). La cantidad física es flujo térmico.
  • «megavatio eléctrico» (MWe) para la potencia eléctrica producida por una planta de energía. La cantidad física es potencia eléctrica.
  • «vatio rms» (Wrms) para la potencia que es capaz de proporcionar un amplificador de audio en su salida cuando la entrada es una señal con características especificadas (usualmente senoidal). La cantidad física es potencia eléctrica bajo las condiciones especificadas; se debe incorporar a la cantidad física la descripción de la señal de entrada. En este caso, al escribir Wrms existe el error adicional de que ni la cantidad física ni la unidad se refieren a una media cuadrática («rms» es su abreviación en inglés).
Ejemplos de uso
Correcto Erróneo
La central nuclear Embalse usa un reactor nuclear con una potencia térmica nominal de 2 109 MW que se usa para producir vapor y mover una turbina conectada a un generador cuya potencia eléctrica nominal es 648 MW La central nuclear Embalse usa un reactor nuclear de 2 109 MWt que se usa para producir vapor y mover una turbina conectada a un generador de 648 MWe
Pe = 648 MW Pt = 2 109 MW P = 2 109 MWe P = 648 MWt

Véase también[editar]

Referencias[editar]

  1. Real Academia Española y Asociación de Academias de la Lengua Española (2014). «vatio». Diccionario de la lengua española (23.ª edición). Madrid: Espasa. ISBN 978-84-670-4189-7. Consultado el 21 de marzo de 2015. 
  2. Real Academia Española y Asociación de Academias de la Lengua Española (2014). «watt». Diccionario de la lengua española (23.ª edición). Madrid: Espasa. ISBN 978-84-670-4189-7. Consultado el 21 de marzo de 2015. 
  3. www.thefoa.org The Fiber Optic Association - Reference Guide for Fiber Optics (en inglés)
  4. www.ilot.edu.pl Experimental study of compression and combustion processes in a very small enginet (en inglés)
  5. www.pmodwrc.ch Construction of a Composite Total Solar Irradiance (TSI) Time Series from 1978 to present (en inglés)
  6. «IEC 80000-6:2008: Quantities and units — Part 6: Electromagnetism».
  7. «...el símbolo de la unidad no debe utilizarse para proporcionar información específica sobre la magnitud y no debe nunca ser la única fuente de información respecto de la magnitud. Las unidades no deben ser modificadas con información adicional sobre la naturaleza de la magnitud; este tipo de información debe acompañar al símbolo de la magnitud y no al de la unidad.» cita de «Sistema Internacional de Unidades» octava edición, segunda versión en español.
  8. «No se permite añadición alguna al símbolo de una unidad como forma de dar información sobre la naturaleza especial de la magnitud o contexto de medición que esté en consideración. ... Las expresiones para las unidades deben contener nada más que los símbolos de las unidades y símbolos matemáticos» traducido de «ISO 80000-1:2009(E)», página 25.